某工程強夯地基試驗對比分析與評價

于建華++唐文

摘 要：通過對中鋁固原煤電鋁一體化項目自備電廠強夯地基處理試驗區檢測，對強夯地基處理前后的地基的穩定性、濕陷性、承載力進行了評價，提出了檢查結論和有關巖土參數。

關鍵詞：強夯地基 濕陷性黃土 土工實驗 靜載荷試驗

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0106-02

1 強夯法處理濕陷性黃土地基的加固機理及影響因素

濕陷性黃土地基處理的常用方法有墊層、重錘夯實、強夯、土（或灰土）樁擠密和深層孔內夯擴等，可以完全或部分消除地基的濕陷性，或采用樁基礎或深基礎穿透濕陷性黃土層，使建筑物基礎坐落在密實的非濕性土層上，保證建筑物的安全和正常使用。

強夯法處理濕陷性黃土地基，是在重錘夯實的基礎上發展起來的一種地基處理方法。其優點為施工簡單、效率高、工期短、經濟性較好、對濕陷性黃土濕陷性消除的深度較大；缺點是振動和噪音較大。我國目前在濕陷性黃土地區應用強夯進行地基處理，取得較成功的經驗，夯擊能量已超過12000 kN.m，強夯對濕陷性黃土土濕陷性的消除效果明顯，一般可達8～10 m。其對地基的影響深度按梅納公式進行計算：

式中：H為影響深度；Q為重錘，kN；h未落距，m；γ為修正系數，據不同條件（地質、物理力學性能、孔隙率等）可取0.3～0.7 g為重力加速度。

2 擬建工程檢測概況

擬建的中鋁固原煤電鋁一體化項目自備電廠位于寧夏固原市，場區屬濕陷性黃土地區。設計采用強夯進行地基處理，采用8000 kN·m的主夯點單擊夯擊能進行試驗，廠區濕陷性黃土厚度不小于10 m，強夯的處理深度，本次實驗強夯處理深度按10 m考慮。預估處理后地基承載力特征值fak≥300 kPa。并檢測處理后地基土濕陷消除情況。強夯前進行背景值檢測，并和強夯處理后數據進行對比。該次強夯法地基處理試驗區具體檢測方法有：平板靜載荷試驗、擊實試驗、標準貫入試驗、重型動力觸探試驗、工程探井、土工實驗。該文著重對擊實實驗、平板靜載荷試驗、土工實驗及地基土濕陷性進行對比分析。

3 場地工程地質條件

3.1 地層巖性

地表下50 m以內地層以第四系沖洪積黃土、粉土和粉質粘土為主。根據地層的物理力學性質，將該次勘測所揭露的地層自上而下分為五大層，分述如下：

（1）馬蘭黃土，褐黃色，稍密，稍濕，土質均勻，含水量非常低，無搖震反應，切面無光澤，干強度高，韌性低。該層土底板埋深一般為10.00～16.80 m，相應標高1652.35～1665.95 m，厚度一般為10.00～16.80 m，平均厚度12.77m。該層土浸水具有濕陷性。

（2）粉質黏土，褐紅色，硬塑-堅硬，稍濕，無搖震反應，切面光滑，干強度高，韌性中等，土質均勻。該層頂板埋深一般為12.00～16.80 m，相應標高1652.35～1665.95 m，底板埋深一般為14.00～19.50 m，相應標高1650.65～1663.85 m，厚度一般為1.70～3.00 m，平均厚度2.11 m。

（3）粉土，黃褐色，密實，稍濕，土質均勻，無搖震反應，切面無光澤，干強度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為10.00～19.50 m，相應標高1650.65～1665.40 m，底板埋深一般為23.00～28.00 m，相應標高1645.00～1656.65 m，厚度一般為5.50～14.00 m，平均厚度10.05 m。不具有濕陷性。

（4）粉質黏土，黃褐色，可塑，稍濕，無搖震反應，切面光滑，干強度中等，韌性中等。該層頂板埋深一般為23.00～28.00 m，相應標高1645.00～1656.65 m，底板埋深一般為39.00～41.50 m，相應標高1630.50～1637.90 m，厚度一般為11.30-14.70 m，平均厚度13.38 m。

（5）粉土，黃褐色，密實，稍濕，土質均勻，無搖震反應，切面無光澤，干強度中等，韌性低。該層頂板埋深一般為39.00～41.50 m，相應標高1630.50～1637.90 m。該次勘測未揭穿該層。

3.2 場地水文地質條件

勘測期間主選廠址區地下水埋深一般為27.50～28.20 m，相應標高1643.80～1652.15 m。地下水類型為第四系孔隙潛水，主要接受大氣降水補給，年變幅約為0.50 m。

4 檢測概況

4.1 標準擊實試驗

在一定的擊實功能作用下，能使填筑土達到最大密度所需的含水量稱為最優含水量，與其相應的干密度稱為最大干密度。該次試驗為標準擊實試驗。強夯前背景值檢測擊實試驗土樣采自不同深度土層黃土經拌合后土樣，取6個擊實樣，樣品為素土。送至實驗室進行標準擊實試驗。由擊實試驗得出最佳含水量11.8%，最大干密度1.765 g/cm3。

4.2 探井施工及土工試驗

探井施工采用圓形開口，機械沖擊開挖，井口直徑0.5 m。Ⅰ級原狀土樣采用探井內人工刻切塊狀土樣，蠟封，取樣間距1.0 m。采取的原狀土樣委托實驗室進行試驗。

試驗區強夯前背景值檢測及強夯后檢測各布置探井3個，深度15 m，每隔1 m取原狀土樣，取樣在探井內人工刻切土樣，送實驗室進行室內壓縮試驗。室內土工試驗主要用于判斷測定土的含水量、密度、液限、塑限、濕陷系數、壓縮模量及抗剪強度等。具體試驗結果見表1。

4.3 平板靜載荷試驗

試驗采用慢速維持荷載法。現場共做3個點的單樁復合地基靜載荷試驗，試驗點位在強夯后試驗區均勻分布。靜載荷試驗承壓板為圓形，面積為2.0 m2，承壓板直徑1.60 m。

試驗采用等量分級加載，依照有關規范，加荷級別定為10級，每級加荷值為60 kPa。試驗時首級加荷值為60 kPa，終止荷載為600 kPa（見表2）。endprint

5 檢測結果評價

5.1 黃土濕陷性評價

依據中國濕陷性黃土工程地質分區略圖，固原地區屬Ⅱ區，濕陷量計算表有關參數也按Ⅱ區選用。根據試驗資料并依據規范中的計算公式（1.5-6.5m取1.56.5-10.5m取1.0，，取1.2）計算結果見表3。

從以上數據看出，試驗區強夯前15.0 m深度范圍內自重濕陷量小于196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強夯處理前地基土屬于Ⅲ級（嚴重）自重濕陷場地。試驗區強夯后15.0 m深度范圍內自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場地。

5.2 土工試驗分析

從土工試驗資料反映出，濕陷性黃土在強夯地基處理后抗剪強度、壓縮兩項指標均有明顯的提高，孔隙比大幅下降，明顯降低地基的壓縮變形。

5.3 平板靜載荷試驗分析

根據資料分析，該次靜載試驗點各P-S曲線均為平緩光滑曲線，比列界限不明顯。1#靜載荷試驗點按相對變形值確定承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗點最大加荷值為600 kPa，安全系數取2，則2#、3#靜載荷試驗點承載力特征值fak≥300kPa。

6 檢測結論

（1）由平板靜載荷試驗確定：1#靜載荷試驗點承載力特征值fak=290 kPa；2#、3#靜載荷試驗點承載力特征值fak≥300 kPa。考慮到強夯地基處理施工的特點，建議在設計時強夯處理后地基承載力特征值不宜大于290 kPa。

（2）試驗區強夯前15.0 m深度范圍內自重濕陷量為196.80 mm，總濕陷量在496.10～591.50 mm之間，強夯處理前地基土屬于Ⅲ級（嚴重）自重濕陷場地。試驗區強夯后15.0 m深度范圍內自重濕陷量為0.0 mm，總濕陷量在31.0～87.50 mm之間，處理后地基土屬于非自重輕微濕陷場地，該試驗區經強夯處理后消除濕陷效果良好。

（3）由標準擊實試驗確定試驗區地基土強夯前最大干密度平均值為1.765 g/cm3，最佳含水量平均值為11.8%。

參考文獻

[1] 鄭升寶.強夯法地基處理技術及工程實例分析[J].科技與企業，2012（10）：220.endprint